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COMPITO DI FISICA TECNICA Appello del 26 febbraio 2010 (prosecuzione di appello del 12/02/10) NOTA: Il testo di questo tema d’esame e’ stato “ricavato” dalle corrispondenti soluzioni (e da quello che ci ricordavamo dopo averlo fatto), pertanto il testo dei problemi non corrisponde perfettamente all’originale. Problema 1 (8 punti) Del gas (metano, CH4) e’ contenuto in un cilindro chiuso da un pesante pistone che per essere sollevato necessita di una pressione Ps del gas di almeno 3 bar. La corsa del pistone e’ limitata sia inferiormente che superiormente da dei vincoli, dimodoche’ siano Vmax= 6 dm^3 mentre Vmin= 4 dm^3. Nell’istante iniziale il gas e’ alla temperatura di 20 °C e pressione di 1 bar, e viene successivamente scaldato fino ad arrivare ad una temperatura di 800 °C. Determinare: 1-­‐ Pressione e volume del gas nell’istante finale; 2-­‐ Il calore e il lavoro scambiati dal sistema con l’ambiente; 3-­‐ La variazione di entropia del sistema e dire se il processo e’ reversibile, irreversibile, impossibile o se e’ indeterminabile a partire dai dati forniti; 4-­‐ Rappresentare nel diagramma U-­‐S gli stati A1 e A2 (iniziale e finale del gas); 5-­‐ Facoltativo (2 punti): determinare l’ulteriore calore scambiato dal sistema affinche’ esso raggiunga la temperatura di 1200 °C. Problema 2 (6 punti) In un piccolo bagno e’ montato uno scaldabagno elettrico da 50 L. Supponendo che l’acqua si trovi alla temperatura di 18 °C quando lo scaldabagno viene acceso, determinare: 1-­‐ La quantita’ di energia elettrica necessaria per riscaldare l’acqua fino a 55 °C; 2-­‐ Se il processo e’ reversibile, irreversibile, impossibile o indeterminabile; 3-­‐ Nel caso fosse irreversibile, determinare la quantita’ di energia minima per ottenere lo stesso riscaldamento (To= 5 °C). Problema 3…